FR2483705A1 - SYMMETRIC AMPLIFIER STAGE WITH TRANSISTORS - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION PROCURE UN ETAGE AMPLIFICATEUR DE TYPE DE CLASSEB AMELIORE COMPORTANT UN PREMIER T ET UN SECOND T TRANSISTOR DE SORTIE D'UN PREMIER TYPE DE CONDUCTION POURVUS CHACUN D'UNE BOUCLE DE REGLAGE M, R, C, ET T POUR LA COMMANDE EN OPPOSITION DE PHASE DU DEUXIEME TRANSISTOR T EN FONCTION DE L'ETAT DU PREMIER TRANSISTOR T. CETTE BOUCLE DE REGLAGE M, R, C ET T EST CONCUE DE MANIERE TELLE QU'UN REGLAGE DE COURANT DE REPOS STABLE EST OBTENU ET QUE L'INFLUENCE DE PROPRIETES MEDIOCRES EN HAUTES FREQUENCES D'UN TROISIEME TRANSISTOR T NECESSAIREMENT CONNECTE DANS LA BOUCLE DE REGLAGE ET D'UN TYPE DE CONDUCTION OPPOSE A CELUI DU PREMIER PUISSE ETRE ANNULEE, CE QUI PERMET DE REALISER UN GRAND DOMAINE DE FREQUENCES. DES MOYENS SONT EN OUTRE PREVUS DANS L'ETAGE FINAL POUR GARANTIR UNE IMPEDANCE D'ENTREE ELEVEE CONSTANTE. APPLICATION: AMPLIFICATION DE SIGNAUX ANALOGUES.THE INVENTION PROVIDES AN AMPLIFIER STAGE OF AN IMPROVED CLASSB TYPE INCLUDING A FIRST T AND A SECOND T OUTPUT TRANSISTOR OF A FIRST TYPE OF CONDUCTION EACH PROVIDED WITH A M, R, C, AND T ADJUSTMENT LOOP FOR THE CONTROL IN PHASE OPPOSITION OF THE SECOND TRANSISTOR T DEPENDING ON THE STATE OF THE FIRST TRANSISTOR T. THIS ADJUSTMENT LOOP M, R, C AND T IS DESIGNED SUCH AS A STABLE IDLE CURRENT ADJUSTMENT IS OBTAINED AND THE INFLUENCE OF POOR PROPERTIES AT HIGH FREQUENCIES OF A THIRD TRANSISTOR T NECESSARILY CONNECTED IN THE ADJUSTING LOOP AND OF A TYPE OF CONDUCTION OPPOSED TO THAT OF THE FIRST CAN BE CANCELED, WHICH ALLOWS TO ACHIEVE A LARGE FREQUENCY AREA. MEANS ARE ALSO PROVIDED IN THE FINAL STAGE TO GUARANTEE A CONSTANT HIGH INPUT IMPEDANCE. APPLICATION: AMPLIFICATION OF ANALOGUE SIGNALS.
Description
"Etage amplificateur symétrique à transistors" La présente invention"Symmetrical amplifier stage with transistors" The present invention
concerne un étage amplificateur symétrique à transistors presentant une borne d'entrée, une a balanced transistor amplifier stage having an input terminal, a
borne de sortie0 une premiere et une deuxième bornes d'ali- output terminal a first and a second input terminal
mentation, lequel étage amplificateur comprenant: the amplifier stage comprising:
- un premier transistor d'un premier type de conduc- a first transistor of a first type of
tion monté en collecteur commun, dont le collecteur est cou- mounted in a common collector, the collector of which is
plé & la première borne d 'alimentation, l'émetteur à la borne de sortie et la base à la borne d'entrée, plé & the first power terminal, the transmitter to the output terminal and the base to the input terminal,
- un deuxième transistor du premier type de condue- a second transistor of the first type of
i0 tion, montée en emetteur commun0 dont l'émetteur est couplé a la borne d'alimentation0 un troisième transistor d'un second type de conduc= tion opposé au premiere moneté en base communes et i0 tion, mounted transmitter common0 whose transmitter is coupled to the power terminal0 a third transistor of a second type of cond = tion opposite the first moneté common base and
- un premier parcours de signaux qui comporte le tra- - a first signal course that includes the
jet émetteur-collecteur du troisième transistor et qui sextà commander le deuxième transistor en fonction de l'état du emitter-collector jet of the third transistor and sextàto control the second transistor according to the state of the
premier transistor.first transistor.
- Une première jonction semi-conductrice comportant - A first semiconductor junction comprising
une première et une seconde électrode et située dans le par- a first and a second electrode and located in the
cours de courant principal de collecteur du deuxième transis- collector's main current course of the second transist
tor, sa première électrode étant couplée à la borne de sortie et à l'émetteur du premier transistorde telle sorte que0 vu a partir de la borne de sortie, le sens direct de la première jonction semi-conductrice est opposé au sens direct de la jonction base-émetteur du premier transistor, et sa seconde électrode étant couplée au collecteur du deuxième transistor, Un étage amplificateur svtrique encore connu sous le nom de push-pull tel que mentionné plus haut est décrit dans: "Electronics Letters", volume 100 n 15 du 25 Juillet 1974, pages 317, 318 et 319o Dans ce montage, pour pouvoir commander le deuxième transistor d'une manière adéquate, une diode est prévue dans le circuit de collecteur du premier transistor, branchée dans le sens passant. La tension sur cette diode, qui est une mesure du courant passant par le premier transistor, est convertie en un courant de commande par l'intermédieire d'un troisième transistor fonctionnant en base commune, et d'un type de conduction opposé à celui des premier et deuxième tor, its first electrode being coupled to the output terminal and the emitter of the first transistor so that seen from the output terminal, the direct direction of the first semiconductor junction is opposite the direct direction of the junction base-emitter of the first transistor, and its second electrode being coupled to the collector of the second transistor, an amplifier stage svtrique still known as the push-pull as mentioned above is described in: "Electronics Letters", volume 100 n 15 July 25, 1974, pages 317, 318 and 3190 In this arrangement, to be able to control the second transistor in a suitable manner, a diode is provided in the collector circuit of the first transistor, connected in the forward direction. The voltage on this diode, which is a measurement of the current flowing through the first transistor, is converted into a control current by the intermediary of a third transistor operating on a common base, and of a type of conduction opposite to that of the first and second
transisors. Ce courant de commande est en opposition de pha- transisors. This control current is in opposition to pha
se avec le signal d'entrée, et est amené à la base du deu- with the input signal, and is brought to the base of the
xième transistor. Dès lors, le courant passant par le deu- xth transistor. From then on, the current passing through the
xième transistor sera opposé en phase à celui passant par xth transistor will be opposite in phase to the one going through
le premier transistor.the first transistor.
Pour un étage amplificateur symétrique intégré du For an integrated symmetric amplifier stage of
type indiqué, on utilise d'une manière générale des transis- indicated type, transitions are generally used.
tors npn verticaux comme premier et deuxième transistors, vertical twisted npn as first and second transistors,
tandis qu'on est forcé d'utiliser un transistor pnp horizon- while one is forced to use a horizontal pnp transistor
tal comme troisième transistor, celui-ci, comme on le sait, tal as third transistor, this one, as we know,
possédant des propriétés médiocres aux hautes fréquences. possessing poor properties at high frequencies.
Dans ce circuit, pour pouvoir éliminer quelque peu l'influ- In this circuit, to be able to eliminate some of the influence
ence de ces propriétés médiocres en hautes fréquences, il est à conseiller de ponter le trajet émetteur-collecteur du troisième transistor par un montage en série d'une résistance Because of these mediocre high frequency properties, it is advisable to bridge the emitter-collector path of the third transistor by series mounting of a resistor.
et d'un condensateur. La tension du signal présent sur l'émet- and a capacitor. The signal voltage present on the transmitter
teur du troisième transistor est cependant trop faible pour third transistor is, however, too weak for
permettre de commander le deuxième transistor par l'inter- enable the second transistor to be controlled
médiaire du montage en série de la résistance et du conden- mediation of the series assembly of resistance and conden-
sateur, de sorte que la largeur de bande et le domaine de sator, so that the bandwidth and the domain of
commande sont très limités pour les hautes fréquences. control are very limited for high frequencies.
L'asymétrie du circuit de mesure dans le circuit de collecteur du premier transistor et la commande du deuxième transistor par l'intermédiaire d'une résistance parallèle à sa jonction base-émetteur entraînent une dépendance notable The asymmetry of the measuring circuit in the collector circuit of the first transistor and the control of the second transistor via a resistor parallel to its base-emitter junction cause a significant dependence
de la température du réglage du courant de repos et une non- the temperature of the setting of the quiescent current and a
linéarité dans le transfert. De plus, l'impédance d'entrée linearity in the transfer. In addition, the input impedance
3. de ce circuit dépend fortement de la valeur du signal d'entrée. 3. This circuit strongly depends on the value of the input signal.
L'invention vise à procurer un étage amplificateur The aim of the invention is to provide an amplifier stage
symétrique du type mentionné plus haut qui présente une meil- symmetrical of the type mentioned above which presents a better
leure linéarité, une plus grande 'Largeur de bande et un ré- their linearity, greater bandwidth and a higher
glage du courant de repos indépendant de la température et quiescent current independent of temperature and
qui offre la possibilité, éventuellement par un développe- which offers the possibility, possibly through a
ment limité, de rendre l'impédance d'entreé à peu près indé- limited, to make the input impedance approximately inde-
pendante deiavaleur du Lgnal d'entrée. pending receipt of the Lgnal entry.
L'invention est caractérisé en cc que l'étage ampli- The invention is characterized in that the amplifier stage
ficateur symétrique comporte, en outre symmetric indicator comprises, in addition
- un circut de mesure comportant au moins la jonc- - a measuring circuit comprising at least the
tion base-émetteur d'un quatrième transistor du premier type de conduction, circuit de mesure qui est connecté entre la base-emitter of a fourth transistor of the first type of conduction, measurement circuit which is connected between the
base du premier transistor et la seconb électrode de la pre- base of the first transistor and the seconb electrode of the first
mière jonction semi-conductrice pour produireun courant de first semiconductor junction to produce a current of
commande qui est dérivé de la tension entre la base du pre- command that is derived from the tension between the base of the first
mier transistor et la seconde électrode de la première jonc- first transistor and the second electrode of the first
tion semi-conductrice et pour amener ce courant de commande à la base du deuxième transistor, en opposition de phase semiconductor and to bring this control current to the base of the second transistor, in opposition of phase
avec le signal d'entrée, par l'intermédiaire du premier par- with the input signal, through the first part of
cours de signaux, - une première impédance dans le premier parcours de signal course, - a first impedance in the first course of
signaux dont une connexion est couplée à l'émetteur du troi- signals whose connection is coupled to the transmitter of the third
sième transistor, - des premiers moyens pour permettre le pontage d'une second transistor, first means for enabling the bridging of a
partie du premier parcours de signaux qui comporte la pre- part of the first signal course which includes the first
mière impédance et le trajet émetteur-collecter du troi- first impedance and the transmit-collect path of the third
sième transistor, à l'aide d'une deuxième impédance adéqua- second transistor, using a second impedance
te laissant passer au moins des signaux à fréquences relat- letting you pass at least some frequency-related signals
tivement élevées, de sorte que, au cas o le troisième tran- because, in the event that the third
sistor fonctionnerait de façon médiocre à haute fréquence, sistor would work poorly at high frequency,
on obtient quand même un bon fonctionnement de l'étage ampli- we still get a good operation of the amplifier stage
ficateur aux hautes fréquences.high frequencies.
En plaçant conformément à l'invention, dans le cir- By placing according to the invention, in the cir-
cuit de collecteur du deuxième transistor, une diode de baked collector of the second transistor, a diode of
mesure qui est connectée en série avec la jonction base- measurement which is connected in series with the base
émetteur du premier transistor et en dérivant le courant de commande pour le deuxième transistor au moyen d'un circuit de mesure qui est connecté aux bornes du montage en série de la diode de mesure et de la jonction base-émetteur du premier transistor, on peut faire en sorte que ce courant de commande dépende tant du courant passant par le premier que emitter of the first transistor and bypassing the control current for the second transistor by means of a measuring circuit which is connected across the series connection of the measuring diode and the base-emitter junction of the first transistor, it is possible to make sure that this control current depends on both the current passing through the first one
de celui passant par le deuxième transis- from the one passing through the second
tor. Le courant de commande comporte ainsi un facteur qui par l'intermédiaire du premier parcours de signaux et du deuxième transistor, dépend à nouveau du courant de commande lui-même. Etant donné que le troisième transistor assure tor. The control current thus has a factor which, via the first signal path and the second transistor, again depends on the control current itself. Since the third transistor ensures
l'inversion du signe de variation dans le courant de comman- the inversion of the sign of variation in the control current
de, il s'agit donc d'une contre-réaction qui, comme telle, a un effet stabilisateur sur le réglage du courant de repos et sur la répartition du courant entre le premier et le deuxième transistor. Ce-dernier phénomène donne un passage Therefore, it is a feedback that, as such, has a stabilizing effect on the setting of the quiescent current and on the current distribution between the first and second transistors. This last phenomenon gives a passage
graduel au croisement.gradual at the crossing.
Un autre avantage réside dans le fait que, par le dé- Another advantage lies in the fact that, by
placement du circuit de mesure vers la sortie du montage, placement of the measuring circuit to the output of the assembly,
une différence de potentiel sépare alors le circuit de me- a potential difference then separates the circuit from me-
sure et la première borne d'alimentation, de sorte qu'il sure and the first power supply terminal, so it
devient possible au moyen de la première impédance (de pré- becomes possible by means of the first impedance
férence une résistance) de produire la tension de signal a resistance) to produce the signal voltage
nécessaire pour commander le deuxième transistor par l'in- necessary to control the second transistor by
termédiaire de la deuxième impédance (de préférence un con- of the second impedance (preferably a
densateur). Il est avantageux de réaliser l'étage amplificateur symétrique conforme à l'invention d'une manière telle que le circuit de mesure comporte un montage en série d'une deuxième jonction semi- conductrice ayant une première et une deuxième électrodes, avec la jonction base-émetteur d'un quatrième transistor du premier type de conduction, tous deux connectés en sens passant, le courant de commande capacitor). It is advantageous to provide the symmetric amplifier stage according to the invention in such a way that the measuring circuit comprises a series connection of a second semiconductor junction having a first and a second electrode, with the base junction emitter of a fourth transistor of the first type of conduction, both connected in the forward direction, the control current
étant prélevé au collecteur du quatrième transistor. being taken from the collector of the fourth transistor.
On obtient ainsi un réglage de classe B au moyen des deux jonctions semiconductrices dans le circuit de mesure et le signal de commande du deuxième transistor devient This results in a class B adjustment by means of the two semiconducting junctions in the measuring circuit and the control signal of the second transistor becomes
disponible sous une forte impédance au collecteur du qua- available under high impedance to the collector of the
trième transistor.third transistor.
Il est également avantageux de réaliser l'étage am- It is also advantageous to realize the floor am-
plificateur conforme à l'invention d'une manière telle que plifier according to the invention in such a way that
le collecteur du quatrième transistor soit couplé par l'in- the collector of the fourth transistor is coupled by the
termédiaire de la première impédance à l'émetteur du troi- the first impedance to the transmitter of the third
sième transistor et que l'émetteur du troisième transistor sth transistor and that the emitter of the third transistor
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soit couplé à la première borne d'alimentation par l'inter- is coupled to the first power supply terminal via
médiaire d'un premier montage d'impédance, de préférence un of a first impedance assembly, preferably a
montage de source de courant.current source mounting.
L'inversion de phase du courant de commande nécessai- Phase reversal of the control current required
re pour le fonctionnement en classe B est ainsi réalisé re for the operation in class B is thus realized
d'une manière simple.in a simple way.
Un examen plus détaillé des possibilités de réalisa- A more detailed examination of the possibilities of
tion montre qu'en ce qui concerne l'agencement des éléments dans le circuit de mesure, deux réalisations sont possibles en première analyse, la première étant caractérisée en ce que la base du quatrième transistor est couplée à la base du premier, la première électrode de la deuxième jonction semi-conductrice est couplée à l'émetteur du quatrième transistor et la deuxième électrode de la deuxième jonction semi- conductrice est couplée à la deuxième électrode de la As regards the arrangement of the elements in the measuring circuit, two embodiments are possible in first analysis, the first being characterized in that the base of the fourth transistor is coupled to the base of the first, the first electrode of the second semiconductor junction is coupled to the emitter of the fourth transistor and the second electrode of the second semiconductor junction is coupled to the second electrode of the
première jonction semi-conductrice, et la seconde étant ca- first semiconductor junction, and the second being
ractérisée en ce que l'émetteur du quatrième transistor est couplé à la deuxième électrode de la première jonction semi-conductrice, la première électrode de la deuxième jonction semi-conductrice est couplée à la base du premier transistor et la deuxième électrode de la deuxième jonction characterized in that the emitter of the fourth transistor is coupled to the second electrode of the first semiconductor junction, the first electrode of the second semiconductor junction is coupled to the base of the first transistor and the second electrode of the second trunk.
semi-conductrice est couplée à la base du quatrième tran- semiconductor is coupled to the base of the fourth tran-
sistor.sistor.
Un autre inconvénient de l'étage amplificateur symé- Another disadvantage of the symmetric amplifier stage
trique précité, décrit dans "Electronics Letters" réside dans le fait que l'impédance d'entrée dépend fortement de la valeur du signal d'entrée. Ceci est provoqué par le fait que lorsque le premier transistor fournit le courant de The aforementioned method described in "Electronics Letters" resides in the fact that the input impedance strongly depends on the value of the input signal. This is caused by the fact that when the first transistor supplies the current of
charge à la borne de sortie, une seule jonction semi-con- load at the output terminal, a single semi-con-
ductrice amplifiant le courant se trouve entre cette borne ductrice amplifying the current lies between this terminal
et la borne d'entrée, tandis que lorsque le deuxième tran- and the input terminal, whereas when the second
sistor fournit le courant de charge, deux Jonctions semi- sistor provides the charging current, two semi-
conductrices amplifiant le courant sont présentes, à savoir current-amplifying conductors are present, namely
celles du premier et du deuxième transistors dans le par- those of the first and second transistors in the
cours de signaux allant du point de connexion d'entrée vers signals from the input connection point to
le point de connexion de sortie, ce qui entraîne que l'im- the connection point of exit, which means that the
pédance d'entrée dans ce dernier cas est multipliée par un facteur de l'ordre-de ? (t.est le facteur d'amplification de courant des transistors du premier type de conduction), par rapport à sa valeur dans le cas o le premier transistor fournit le courant de charge. input pedestrian in the latter case is multiplied by a factor of order-of? (t.is the current amplification factor of the transistors of the first type of conduction), with respect to its value in the case where the first transistor supplies the charging current.
L'invention vise d'une manière plus spécifique à pro- The invention aims in a more specific way to
curer un étage amplificateur symétrique présentant une ou a symmetric amplifier stage with one or
plusieurs des caractéristiques précitées qui a une impédan- many of the above features that have an impedance
ce d'entrée à peu près indépendante de la valeur du signal d'entrée et qui est à cet effet caractérisé en ce qu'il this input approximately independent of the value of the input signal and which is for this purpose characterized in that it
comporte un cinquième transistor du premier type de conduc- comprises a fifth transistor of the first type of
tion monté en collecteur commun, qui est placé dans le cir- common collector, which is placed in the cir-
cuit de base du premier transistor et est connecté d'une manière telle que, en allant de la borne d'entrée vers la fired base of the first transistor and is connected in such a way that, going from the input terminal to the
borne de sortie par l'intermédiaire de la jonction base- output terminal via the base-junction
émetteur du cinquième et du premier transistors ou par l'in- transmitter of the fifth and first transistors or by
termédiaire du circuit de mesure ou d'une partie de celui- of the measuring circuit or part of it
ci et de la première jonction semi-conductrice, on parcourt effectivement toujours un circuit comportant le même nombre de jonctions semiconductrices actives amplificatrices de ci and the first semiconductor junction, one always goes through a circuit having the same number of active semiconducting junctions amplifying
courant ou leurs équivalents.current or their equivalents.
Une forme d'exécution préférée de l'invention pré- A preferred embodiment of the invention
sentant la caractéristique précitée est en outre caractéri- the above-mentioned characteristic is further characterized
sée en ce que cet étage amplificateur symétrique comporte encore: - un sixième transistor du premier type de conduction dont la base est couplée à la borne d'entrée, l'émetteur, par l'intermédiaire d'un premier point de jonction, est couplé à la base du quatrième transistor et le collecteur est couplé à l'émetteur du cinquième transistor et à la base du premier transistor, - un deuxième montage d'impédance, de préférence un montage de source de courant, qui est connecté entre la in that this symmetrical amplifier stage further comprises: a sixth transistor of the first type of conduction whose base is coupled to the input terminal, the transmitter, via a first junction point, is coupled at the base of the fourth transistor and the collector is coupled to the emitter of the fifth transistor and the base of the first transistor; - a second impedance circuit, preferably a current source circuit, which is connected between the
base du cinquième transistor et la première borne d'alimen- base of the fifth transistor and the first power terminal
tation, - un troisième montage d'impédance, de préférence un montage de source de courant, qui est connecté entre le a third impedance circuit, preferably a current source circuit, which is connected between the
premier point de jonction et la seconde borne d'alimenta- first point of connection and the second point of
tion, et - une troisième jonction semi-conductrice, qui est tion, and - a third semiconductor junction, which is
connectée en série avec la deuxième jonction semi-conduc- connected in series with the second semiconductor junction
trice entre la base du cinquième transistor et le premier point de jonction, la deuxième et la troisième jonction semi-conductrice étant connectées dans le sens passant, alors qu'en outre, - le collecteur du cinquième transistor est couplé à la première borne d'alimentation et l'émetteur du quatrième transistor est couplé à la deuxième électrode de la seconde between the base of the fifth transistor and the first junction point, the second and third semiconductor junctions being connected in the forward direction, while in addition, the collector of the fifth transistor is coupled to the first terminal of power supply and the emitter of the fourth transistor is coupled to the second electrode of the second
jonction semi-conductrice.semiconductor junction.
De plus, cette forme d'exécution préférée a encore comme avantage que du fait que le collecteur du sixième transistor porte à peu près le même signal que sa base, In addition, this preferred embodiment also has the advantage that the collector of the sixth transistor carries about the same signal as its base,
l'influence de la capacité de "Miller" est fortement dimi- the influence of Miller's ability is greatly diminished
nuée, avec pour conséquence de meilleures propriétés aux cloud, resulting in better properties for
hautes fréquences lors de la commande de l'étage amplifica- high frequencies when controlling the amplifier stage
teur à partir d'une source de signaux à haute impédance, - et que la source principale du sixième transistor from a source of high impedance signals, and that the main source of the sixth transistor
parcourt également le trajet de courant principal du cin- also travels the main current path of the
quième transistor, ce qui permet d'économiser un montage fourth transistor, which saves mounting
de source de courant.of current source.
L'invention sera décrite ci-après plus en détail avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est le schéma d'un étage amplificateur symétrique connu comportant deux transistors de sortie npn; - la figure. 2 est le schéma d'une forme d'exécution The invention will be described hereinafter in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a diagram of a known symmetrical amplifier stage having two output transistors npn; - the figure. 2 is the schema of one embodiment
préférée d'un étage amplificateur symétrique conforme à l'in- preferred a symmetric amplifier stage in accordance with the
vention - la figure 3 illustre une variante du schéma de la figure 2, et la figure 4 illustre une forme d'exécution préférée d'un étage amplificateur symétrique conforme à l'invention comportant une impédance d'entrée à peu près indépendante FIG. 3 illustrates a variant of the diagram of FIG. 2, and FIG. 4 illustrates a preferred embodiment of a symmetrical amplifier stage according to the invention comprising a substantially independent input impedance.
de la valeur du signal d'entrée.the value of the input signal.
Dans les diverses figures, le transistor T et le i I transistor T2 sont les deux transistors de sortie npn d'un étage amplificateur symétrique (encore appelé push-pull), In the various figures, the transistor T and the transistor T2 are the two output transistors npn of a symmetric amplifier stage (also called a push-pull amplifier).
le transistor T1 étant monté en collecteur commun. Le col- the transistor T1 being mounted as a common collector. The neck-
lecteur du transistor T1 est connecté à la borne d'alimen- T1 transistor reader is connected to the power supply terminal.
tation positive 5 et sa base est connectée à l'entrée 3. 5 and its base is connected to input 3.
L'émetteur du transistor T2 est connecté à la borne d'ali- The emitter of transistor T2 is connected to the terminal of
mentation négative 10.negative attitude 10.
Le transistor T1 est utilisé comme émetteur suiveur pour le signal d'entrée et le transistor T2 comme source de courant commandée par un courant qui dépend de l'état du transistor T1 et qui est amené par l'intermédiaire du The transistor T1 is used as the follower transmitter for the input signal and the transistor T2 as a current source controlled by a current which depends on the state of the transistor T1 and which is supplied via the
transistor pnp T3 à la base du transistor T2. pnp transistor T3 at the base of transistor T2.
Une technique connue pour dériver le courant de com- A technique known to derive the current of com
mande est présentée dans l'article précité de "Electronics This is presented in the aforementioned article by "Electronics
Letters" et est représentée sur la figure 1. Letters "and is shown in Figure 1.
Dans le montage en question, le collecteur du tran- In the assembly in question, the collector of the
sistor T1 est couplé à la borne d'alimentation positive par l'intermédiaire du transistor pnp T7 qui est monté en diode dans le sens passant. L'émetteur du transistor T3 est connecté à la base et au collecteur du transistor T7, T1 sistor is coupled to the positive power terminal via pnp transistor T7 which is diode-mounted in the forward direction. The emitter of the transistor T3 is connected to the base and the collector of the transistor T7,
au collecteur du transistor T1 et à la borne 4. Le collec- at the collector of transistor T1 and at terminal 4. The
teur du transistor T3 est couplé à la borne d'alimentation négative 10 par l'intermédiaire de la résistance R12 et est en outre connecté à la base du transistor T2 et au point de connexion 7. La base du transistor T3 est connectée à la borne d'alimentation négative 10 par l'intermédiaire de The transistor T3 is coupled to the negative power supply terminal 10 via the resistor R12 and is further connected to the base of the transistor T2 and the connection point 7. The base of the transistor T3 is connected to the terminal. negative power supply 10 via
la résistance Ril ainsi qu'à la borne d'alimentation positi- the resistance Ril as well as to the posi-
ve 5 par l'intermédiaire d'un montage en série des transis- 5 through a series connection of the transistors
tors pnp T8 et T9 montés en diodes, de sorte que ces deux transistors sont branchés dans le sens passant. La base du transistor T3 est ainsi maintenue à un potentiel à peu tors pnp T8 and T9 mounted in diodes, so that these two transistors are connected in the forward direction. The base of the transistor T3 is thus maintained at a potential
près constant par rapport à la borne d'alimentation positi- close to the positive power supply terminal
ve 5. On suppose que la tension à l'entrée 3 diminue, de -sorte que, lors du passage au croisement (cross-over) le courant de collecteur du transistor T1 est donc aussi la 2Ä483?O5 tension aux bornes du transistor T7 diminuent, à la suite de quoi la tension aux bornes de la jonction base-émetteur du transistor T3 augmente, ce qui entraîne un courant de commande croissant pour le transistor T2 qui fournit alors le courant de charge et, en outre, suffisamment de courant à l'émetteur du transistor T1 pour que ce dernier reste 5. It is assumed that the voltage at the input 3 decreases, so that, when crossing (cross-over) the collector current of the transistor T1 is also the 2Ä483? O5 voltage across the transistor T7 As a result, the voltage across the base-emitter junction of transistor T3 increases, resulting in a rising control current for transistor T2 which then supplies the load current and, in addition, sufficient current to the emitter of the transistor T1 so that the latter remains
légèrement en conduction, ce qui est détecté par le tran- slightly conductive, which is detected by the
sistor T70 La boucle de signaux qui contient les transistors T1, sistor T70 The signal loop which contains the transistors T1,
T7, T3 et T2 doit être considérée comme une boucle de ré- T7, T3 and T2 should be considered as a feedback loop.
glage qui assure le maintien en conduction du transistor T1. setting which maintains transistor T1 in conduction.
A cause du transistor pnp T3 dont la structure horizontale est difficile à éviter, cette boucle de réglage semble avoir des propriétés médiocres en hautezfréquencs, ce qui limite la largeur de bande, et représente un inconvénient difficile à réduire. La présence d'un montage en série d'une résistance R13 et d'un condensateur C1 entre les bornes 4 et 7, comme conseillé dans l'article publié dans Because of the pnp transistor T3 whose horizontal structure is difficult to avoid, this control loop seems to have poor high frequency properties, which limits the bandwidth, and represents a disadvantage difficult to reduce. The presence of a series connection of a resistor R13 and a capacitor C1 between terminals 4 and 7, as recommended in the article published in
"Electronics Letters", n'apporte pas beaucoup d'améliora- "Electronics Letters" does not bring much improvement
tions parce que l'émetteur du transistor T3 porte une ten- because the transmitter of transistor T3 has a voltage of
sion de signaux trop faible pour pouvoir commander le tran- too weak a signal to be able to control the
sistor T2 aux haites fréquences par l'intermédiaire du dit T2 sistor to hates frequencies via the said
montage en série d'une résistance et d'un condensateur. series mounting of a resistor and a capacitor.
Pour de basses fréquences, le pilotage du transistor T2 s'effectue par ailleurs simplement par l'intermédiaire du For low frequencies, the transistor T2 is controlled simply by means of the
transistor T1.transistor T1.
A titre d'autres inconvénients, il convient de noter As other disadvantages, it should be noted
la non-linéarité du transfert et la dépendance de la tempé- the non-linearity of the transfer and the temperature dependence
rature sur la valeur du courant de repos qui résultent de la conception asymétrique du circuit de mesure formé des the value of the quiescent current resulting from the asymmetric design of the measuring circuit formed by
transistors T3, T7, T8 et T9 et de la présence de la résis- transistors T3, T7, T8 and T9 and the presence of the resistor
tance R12' La figure 2 illustre une forme d'exécution préférée FIG. 2 illustrates a preferred embodiment
d'un étage amplificateur symétrique conforme à l'invention. a symmetrical amplifier stage according to the invention.
Dans ce cas, le collecteur du transistor T1 est connecté à la borne d'alimentation positive 5, sa base est connectée In this case, the collector of the transistor T1 is connected to the positive power supply terminal 5, its base is connected
a l'entrée 3 et son émetteur à la sortie 1. at entrance 3 and its transmitter at exit 1.
L'émetteur du transistor T2 es. connecté à la borne d'alimentation négative 10. Entre l'émetteur du transistor The emitter of transistor T2 es. connected to the negative power terminal 10. Between the transistor emitter
T1 et le collecteur du transistor T2 est prévu le transis- T1 and the collector of the transistor T2 is provided the transistor
tor npn D1 monté en diode dans le sens passant de telle sorte que la connexion base-collecteur commune du transistor D1 soit connectée à l'émetteur du transistor T1 et que l'émetteur du transistor D1 soit connecté au collecteur du tor npn D1 diode-mounted in the forward direction so that the common base-collector connection of the transistor D1 is connected to the emitter of the transistor T1 and the emitter of the transistor D1 is connected to the collector of the transistor
transistor T2.transistor T2.
Le circuit de mesure M de la figure 2, indiqué par une ligne pointillée, est formé du transistor npn D2 monté en The measuring circuit M of FIG. 2, indicated by a dotted line, is formed of the npn transistor D2 mounted in
diode et de la jonction base-émetteur du transistor npn T4. diode and the base-emitter junction of the transistor npn T4.
L'émetteur du transistor D2 est connecté à l'émetteur du transistor T 1' The emitter of transistor D2 is connected to the emitter of transistor T 1 '
L'émetteur du transistor T4 est connecté à la conne- The emitter of the transistor T4 is connected to the conne-
xion de base-collecteur commune du transistor D2et sa base common base-collector of transistor D2 and its base
à la base du transistor T1.at the base of transistor T1.
L'émetteur du transistor T3 est couplé par l'inter- The emitter of the transistor T3 is coupled through the
médiaire de la résistance R1 au collecteur du transistor T4 et par l'intermédiaire du montage de source de courant SB1 à la borne d'alimentation positive 5 et sa base est connectée à une tension constante Vref' Le collecteur du transistor T3 est connecté à la base du transistor T2 et, par l'intermédiaire du montage de source de courant SB2, à la borne d'alimentation négative 10. Il est à noter que le montage de source de courant SB1 the resistor R1 to the collector of the transistor T4 and via the current source assembly SB1 to the positive power supply terminal 5 and its base is connected to a constant voltage Vref 'The collector of the transistor T3 is connected to the base of the transistor T2 and, via the current source assembly SB2, to the negative power supply terminal 10. It should be noted that the current source assembly SB1
peut aussi être connecté entre la borne d'alimentation posi- can also be connected between the posi-
tive 5 et l'émetteur du transistor T3. La borne 6 est con- 5 and the emitter of transistor T3. Terminal 6 is
nectée au collecteur du transistor T4 et la borne 7 au col- connected to the collector of transistor T4 and terminal 7 to the col-
lecteur du transistor T3.-T3 transistor drive
Le montage fonctionne de la manière suivante Le circuit de mesure M, indiqué en pointillés sur la figure 2, formé de la jonction base-émetteur du transistor T4 et du transistor D2 monté en diode, détermine à partir de la tension entre la base du transistor T1 et l'émetteur du transistor D1, le courant de commande Is qui devient The circuit operates in the following manner. The measuring circuit M, indicated in dashed lines in FIG. 2, formed by the base-emitter junction of the transistor T4 and the diode-connected transistor D2, determines from the voltage between the base of the transistor. T1 and the emitter of the transistor D1, the control current Is becoming
disponible, sous une impédance élevée, à partir du collec- available, under high impedance, from the collection
teur du transistor T4 et qui, moyennant un certain nombre d'opérations qui seront décrites plus loin, est amené, par l'intermédiaire du premier parcours de signaux, à la base du transistor T2. L'inversion de phase du courant de com- transistor T4 and which, with a number of operations to be described later, is brought, via the first signal path, to the base of the transistor T2. Phase reversal of the current of com-
mande 1s est obtenue par soustraction de ce courant de com- 1s is obtained by subtracting this current from
mande au courant I1 fourni par le montage de source de I1 provided by the source assembly of
courant SB1 et par amenée du courant de différence Iv, résul- current SB1 and by supplying the difference current Iv, resulting
tant, à l'émetteur du transistor T3. Ledit courant de diffé- both, to the emitter of transistor T3. Said current of difference
rence Iv est, moyennant la perte d'une fraction qui, en grandeur, est égale au courant de base IB3 du transistor T3, amené à la base du transistor T2 par l'intermédiaire du Iv is, by the loss of a fraction which, in magnitude, is equal to the base current IB3 of the transistor T3, brought to the base of the transistor T2 via the
trajet émetteur-collecteur du transistor T3 et après sous- emitter-collector path of the transistor T3 and after
traction du courant 12 fourni par le montage de source de courant SB2. Le réglage de classe B connu est obtenu par le current draw 12 provided by current source assembly SB2. The known class B setting is obtained by the
fait que, étant donné le fonctionnement de la boucle de ré- fact that, given the operation of the feedback loop,
glage formée du circuit de mesure, du premier parcours de signaux et du transistor T2, la somme des tensions passant par la jonction baseémetteur du transistor T' et par le transistor D1 monté en diode, est maintenue à peu près constante, de sorte que le réglage du courant de repos est principalement déterminé par la grandeur des courants I1 ou I2 fournis respectivement par les montages de source de formed of the measuring circuit, the first signal path and the transistor T2, the sum of the voltages passing through the base-emitter junction of the transistor T 'and the diode-connected transistor D1 is kept approximately constant, so that the The setting of the quiescent current is mainly determined by the magnitude of currents I1 or I2 supplied respectively by the source arrangements of
courant SB1 et SB2.current SB1 and SB2.
La suppression de l'influence des propriétés médiocres en hautes fréquences du transistor pnp horizontal T3 peut être assurée avec succès par le montage du condensateur C2 entre les bornes 6 et 7, moyennant quoi, pour les hautes The suppression of the influence of the mediocre high frequency properties of the horizontal pnp transistor T3 can be successfully ensured by the mounting of the capacitor C2 between the terminals 6 and 7, whereby for the high
fréquences, la résistance R1 et le transistor T3 sont pon- frequencies, the resistance R1 and the transistor T3 are
tés. Etant donné que la tension de signal produite sur la résistance R1 par le courant de commande I est suffisante your. Since the signal voltage produced on the resistor R1 by the control current I is sufficient
pour commander le transistor T2 par l'intermédiaire du con- to control the transistor T2 via the con-
densateur C2, le montage fonctionne également convenablement C2 densifier, the assembly also works properly
aux hautes fréquences.at high frequencies.
La figure 3 illustre une variante du schéma de la fi- Figure 3 illustrates a variant of the scheme of the
gure 2. Dans cette variante, le circuit de mesure M est à nouveau indiqué par une ligne pointillée. La connexion de base-collecteur commune du transistor D2 est connectée à la In this variant, the measuring circuit M is again indicated by a dotted line. The common base-collector connection of transistor D2 is connected to the
base du transistor T1 et à l'entrée 3. L'émetteur du tran- transistor T1 and at input 3. The transmitter of the trans-
sistor D2 est connecté à la base du transistor T4 et l'é- sistor D2 is connected to the base of the transistor T4 and the
metteur du transistor T4 est connecté à l'émeteur du tran- transmitter of the T4 transistor is connected to the transceiver of the
sistor D1. Il est à conseiller, dans cette variante, d'ajou- sistor D1. It is advisable, in this variant, to add
ter une source de courant SB4, comme indiqué en traits poin- tillés sur la figure 3, afin de laisser passer suffisamment - de courant de repos dans l'étage final. Par ailleurs, la a current source SB4, as shown in dashed lines in FIG. 3, to allow sufficient quiescent current to pass through the final stage. Moreover, the
conception et le fonctionnement de ce montage sont les mê- design and operation of this arrangement are the same
mes que ceux de la figure 3. Les propriétés ne diffèrent qu'en ce qui concerne l'impédance d'entrée qui, pour ce montage, est un peu plus faible que celle du montage de la figure 2. L'apport de l'impédance du transistor D2 connecté comme diode à l'impédance d'entrée de l'étage amplificateur symétrique, est, pour le montage de la figure 2, en effet environ g fois plus important que dans la variante de la 3. The properties differ only with respect to the input impedance which, for this arrangement, is a little weaker than that of the mounting of Figure 2. The contribution of the impedance of the transistor D2 connected as a diode to the input impedance of the symmetric amplifier stage, is, for the assembly of FIG. 2, indeed approximately g times larger than in the variant of FIG.
figure 3.figure 3.
La figure 4 illustre une forme d'exécution préférée d'un étage amplificateur symétrique conforme à l'invention présentant une impédance d'entrée à peu près indépendante FIG. 4 illustrates a preferred embodiment of a symmetrical amplifier stage according to the invention having a substantially independent input impedance
de la valeur du signal d'entrée. Par rapport à l'étage am- the value of the input signal. Compared to the am-
plificateur de la figure 3, le montage comporte en complé- of FIG. 3, the assembly comprises, in addition to
ment, les transistors npn T5 et T6, le transistor npn con- the npn transistors T5 and T6, the npn transistor
necté en diode D3 et les montages de source de courant connected in diode D3 and current source fixtures
SB3 et SB4. La base du transistor T6 est connectée à l'en- SB3 and SB4. The base of transistor T6 is connected to the
trée 3, l'émetteur est connecté par l'intermédiaire du point de jonction 11 à la base du transistor T4 et le collecteur est connecté à l'émetteur du transistor T5 et 3, the transmitter is connected via the junction point 11 to the base of the transistor T4 and the collector is connected to the emitter of the transistor T5 and
à la base du transistor T1.at the base of transistor T1.
* Le collecteur du transistor T5 est connecté à la borne d'alimentation positive 5 et la base est couplée par l'intermédiaire du montage de source de courant SB3 à la* The collector of the transistor T5 is connected to the positive power supply terminal 5 and the base is coupled through the current source assembly SB3 to the
borne d'alimentation positive 5.positive power supply terminal 5.
Le point de jonction 11 est connecté par l'intermé- The junction point 11 is connected via the
diaire du montage de source de courant SB4 à la borne d'alimentation négative 10 et un montage en série des transistors D2 et D3 connectés comme diodes est connecté entre la base du transistor T5 et le point de jonction Il d'une manière telle qu'ils soient connectés dans le sens passant. Dans cette forme d'exécution préférée d'un étage am- plificateur symétrique conforme à l'invention, un parcours de signaux entre l'entrée 3 et la base du transistor T1 est SB4 to the negative power supply terminal 10 and a series connection of the connected transistors D2 and D3 as diodes is connected between the base of the transistor T5 and the junction point II in such a way that they are connected in the forward direction. In this preferred embodiment of a symmetric amplifier stage according to the invention, a signal path between the input 3 and the base of the transistor T1 is
formé par.trained by.
- la jonction base-émetteur du transistor T6, les transistors connectés en diodes D1 et D et la jonction base-émetteur du transistor T5 Le circuit de mesure M indiqué à la figure 4 par une ligne pointillée, comporte v the base-emitter junction of transistor T6, the transistors connected in diodes D1 and D and the base-emitter junction of transistor T5. The measurement circuit M indicated in FIG. 4 by a dotted line, comprises
la jonction base-émetteur du transistor Ta, les tran- the base-emitter junction of transistor Ta, the trans-
sistors connectés comme diodes D2 et D3 et la jonction base-émetteur du transistor T50 En dehors des avantages qu'offrent aussi les montages représentés sur les figures 2 et 3, la forme d'exécution préférée ici décrite a comme avantage le plus important, à cause de l'émetteur suiveur d'entrée, le transistor T6, le fait que l'impédance d'entrée est élevée, et à peu près indépendante de la valeur du signal d'entrée. En effet, à partir de l'entrée 3 vers la sortie 1 selon le parcours sistors connected as diodes D2 and D3 and the base-emitter junction of the transistor T50 Apart from the advantages also offered by the assemblies shown in Figures 2 and 3, the preferred embodiment described here has the most important advantage, to because of the input follower transmitter, the transistor T6, the fact that the input impedance is high, and approximately independent of the value of the input signal. Indeed, from entrance 3 to exit 1 according to the route
de signaux formé par la jonction base-émetteur du transis- of signals formed by the base-emitter junction of the
tor T6, la jonction base-émetteur du transistor T4 et le tor T6, the base-emitter junction of transistor T4 and the
transistor D1 connecté en diode, deux jonctions semi- diode-connected transistor D1, two semiconductor junctions
conductrices amplifiant le courant et un de leurs équiva- conductive amplifiers and one of their equiva-
lents sont parcourus, tandis que selon le parcours de si- are slow, while according to the course of
gnaux formé par la jonction base-émetteur du transistor signals formed by the transistor base-emitter junction
T6, les transistors connectés en diodes D2 et D3, la jonc- T6, the transistors connected in diodes D2 and D3, the rods
tion base-émetteur du transistor T5 et la jonction base- the base-emitter of the T5 transistor and the base
émetteur du transistor T1, trois jonctions semi-conductri- emitter of transistor T1, three semiconductor junctions
ces amplifiant le courant sont parcourues. Il est à noter à ce sujet que le transistor D est parcouru par le courant de signal amplifié par l'intermédiaire du transistor T1 à la suite de quoi le transistor D] se comporte, en ce qui concerne l'impédance, comme une jonction semiconductrice amplifiant le courant et de ce point de vue, il y est donc équivalent. Un autre avantage réside dans le fait que la capacité d'entrée du montage est fortement réduite par compensation de l'influence de la capacité de "Miller" CM du transistor T6, ce qui est avantageux lors de l'attaque sous impédance élevée de l'étage amplificateur, ce qui est réalisé par le these amplifying the current are covered. It should be noted in this regard that the transistor D is traversed by the amplified signal current through the transistor T1 after which the transistor D] behaves, as regards the impedance, as a semiconductor junction amplifying the current and from this point of view, it is therefore equivalent. Another advantage is that the input capacitance of the circuit is greatly reduced by compensating for the influence of the "Miller" CM capacitance of the transistor T6, which is advantageous in the high impedance drive of the transistor. amplifier stage, which is achieved by the
fait que le collecteur du transistor T6 reçoit, par l'in- termédiaire du parcours de signaux formé par les transistors D et D3 et la the collector of the transistor T6 receives, via the signal path formed by the transistors D and D3 and the
jonction base-émetteur du transistor T5, à base-emitter junction of transistor T5,
peu près le même signal que celui qui est présent sur l'é- roughly the same signal that is present on the
metteur du même transistor T6 et donc aussi sur sa base. transmitter of the same transistor T6 and thus also on its base.
Un-autre avantage vient de ce que le courant princi- Another advantage comes from the fact that the main current
pal du transistor T6 parcourt également le courant principal du transistor T5,oequi permet d'économiser un montage de the transistor T6 also travels the main current of the transistor T5, oequi saves a mounting of
source de courant.Power source.
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